摘要：随着发供电技术的不断进步，分布式电源已经成为供电网络中不可或缺的一部分，尤其是基于移动电源、小规模光伏及风能发电等技术的微网更是具有较大的发展空间。但是，与此同时我们也发现，分布式电源供电稳定性相对较差，在影响使用效率的同时还容易形成一定的安全隐患。故而基于储能容量设计的分布式电源微网优化成为了一种必然。本文以此为背景，对分布式电源微网储能问题开展研究，希望能够为今后的工作与实际设计提供必要帮助。
关键词：储能；分布式；电源；微网优化
一、引言
随着电网建设的不断深入，多种供电网络形式共同并网运行成为了后续可能的发展方向之一。尤其是在现代用电环境复杂变化的前提下，移动式与分布式电源的分布成为了一种必然趋势。然而，从供电稳定性与效能的角度来考量，此种模式如果不经过有效的优化则会形成供电网络的失调，进而形成大范围、高频次的脱网现象产生。针对这一问题，国内外专家学者开展了广泛的研究，大致取得了如下几方面成就。一是对分布式电源的优点进行总结，保障了其后续可持续发展的可能；二是对分布式电源供电网络可能存在的问题与挑战。此部分研究是现阶段的重点内容。从研究结果来看，分布式电源的接入成本控制、分布式电源带来的电网不可控因素、基于分布式结构的复杂电源体系等问题均是亟待解决的核心技术关键；三是针对存在的问题并结合未来的发展方向进行有效的技术分析与优化。其中微网理论与微网治理是现阶段解决该问题的有效途径之一。通过架构微网可以将复杂的电网电源问题转化为更为精准的微小范围，进而促进其治理手段的有效执行。
从上述的三个方面我们不难看出，微网背景下的分布式电源结构亟待治理，本文基于该目的，以储能优化为基本手段开展研究，旨在为后续实际设计提供必要基础。
二、分布式电源对微网的供电影响
从上文的研究我们不难看出，之所以探究分布式电源的治理体系其核心依据是分布式电源自身特性对电网冲击所带来的技术性问题的客观需求。从其产生原因来看一方面来源于分布式电源的接入不稳定；另一方面则来源于分布式电源的类别不稳定。
所谓的接入不稳定主要是指目前的分布电源缺乏统一的管理制度，这使得不同分布电源之间管理与协调缺乏有效统一。此种现象一方面无法形成基于电网统一的协调体系；另一方面也无法形成基于用电分析的统筹制度。从宏观的角度来看则会形成电网复合的异常波动。
所谓的分布式电源类别不稳定则主要是指分布式电源来源较为复杂，一般以水能、风能、太阳能等清洁能源为主。该类电源虽然在能耗与环保方面存在显著的优势，但是也同时由于其能源利用方式而使得其能源输出无法形成有效的稳定性。具体而言根据不同电源的类型与接入方式而形成的冲击大致分为如下两个方面：
一方面，小型电源一般接入电压等级线路，其井网主要可能会导致局部地区的电能质量下降，如谐波、闪变、电压暂降和波动。
另一方面，大中型电源一般直接接入一电压等级电网,其并网可能会影响到电网的暂态稳定、调频调压、直接调度等能力。
除上述两个方面之外，分布式电源的并网运行问题与分布式电源的容量、并网形式其控制方法有关。而就目前的控制体系来看，并网运行的分布式电源管控还没有形成有效的控制体系，故而也使得其各自能源利用与电源特征对电网的冲击效果被进行了有效的放大。而要想从根本上解决该类问题，采用储能的方式来进行电网调节是一种有效方式。
三、基于储能的分布式电源治理
上文系统分析了分布式电源对电网所形成的冲击原因以及冲击所可能带来的危害。在此背景下，利用储能方式来形成有效治理是一种可行方式。具体而言通过储能电力组件对电网的过能进行搜集，荷载不足进行补偿，进而达到保障微网稳定性的根本目的。此种模式从结构体系来看，可以分为两个种类。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一是完全储能系统，将分布式电源整合为统一的储能电源；而是通过补偿电路的方式来予以治理。现阶段，后者的应用效果与范围更广。而在实际的应用过程中储能容量与储能调节是其优化的两个重要方面。
3.1 在储能容量方面的优化
分布式电源并网所造成的不利影响的本质原因在于其出力的间歇性和随机性，而要在根本上改变这种间歇性即不可能也不必要。进而，通过微网总能力的模拟与计算来形成合理的储能容量成为了解决这一问题的关键。在具体优化的过程中其大致分为如下三个环节。
首先，根据微网的供电目的设置合理的供电需求目标。在此分析过程中即需要考量微网所接入的电源属性（不同类型电源的出力周期存在显著差异）。以上述分析为基础形成有效的计算方法。
其次，根据每天微网容量的历史数据形成可靠的预判，并确定其波动间值，以此为依据结合分布式电源的总产生功率形成合理的计算指数。
最后，将第一步得到的蓄电池容量除以蓄电池的允许最大放电深度,得到所需要的蓄电池容量。在具体的计算过程中遵循系统在没有任何外来能源的情况下负载仍能正常工作的天数。同时考虑放电率和环境温度对储能容量的影响,可推出平滑输出功率的储能容量，并按照计算公式Q=Emax*T/（V*η*S*K）来进行计算。值得注意的是不同电源类型的η值要进行分别计算。
通过上述三个步骤的数据获得与计算能够明确微网下分散式电源的储能容量需求。
3.2 在储能调节方面的优化
从容量需求的计算方式中我们不难看出，微网下的总输出容量必然要高于电网的需求总能耗。在此背景下，储能方式的调节成为了关键。在储能方式的确定过程中要遵循两方面原则。一是确定储能与放能之间的损耗最低；二是保障储能成本的最低。以水里发电为例，利用水泵与库体调节之间的关系消耗电网中的剩余电量，并以水利势能的方式进行储能是一种可行方案。与此同时，对储能系统的调节优化也能够在上述两方面原则方面达成更为有效的遵从度。其具体优化方式可以从如下几个方面来进行：
第一，要形成多元化的混合储能控制体系。一方面根据不同分布式电源类型模式形成多元化的储能模式。如水力发电电源采用水资源势能的方式进行储能；风力发电采用惯性动力机与平滑功率调节的方式予以储能；太阳能电源则可以采用蓄电池组的方式来予以储能。
第二，根据不同电源的历史数据与储能模式的成本输出特性形成基于微网的全口径储能体系，达到综合能耗与经济收益最高的根本目的。
第三，当微网储能达到平衡或者存在较大差异时可以以微网为总电源与总网形成并网联合，进而形成更大范围的储能与供电平衡。
四、总结
随着我国发电企业对新能源的不断开发及供电系统改革的不断推进，分布式电源已经成为了一种必然。在此种模式下如何避免分布式电源发电的不稳定性对电网进行的冲击十分关键。在本文的研究过程中，在分析了分布式电源对微网供电影响的基础上重点探讨了储能方式对微网分布式电源的作用。并从容量优化与调节优化等两个方面进行探讨。希望能够为后续的相关设计提供必要理论基础。
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论文作者:黄为民
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/31
标签：分布式论文; 电源论文; 储能论文; 电网论文; 方式论文; 容量论文; 体系论文; 《基层建设》2017年第28期论文;